JP5302002B2 - Ｏリング無し薄型取付部品および取付部品アセンブリ - Google Patents

Description

（関連出願の引用）
本願は、２００５年１２月２日に出願された、名称「Ｏ−ＲＩＮＧ−ＬＥＳＳ ＬＯＷ ＰＲＯＦＩＬＥ ＦＩＴＴＩＮＧ ＡＮＤ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＴＨＥＲＥＯＦ」の米国仮特許出願第６０/７４１，６６７号の優先権を主張し、その内容はすべての目的のために参照によって本願明細書に援用される。

（発明の技術分野）
本発明は、概して流体ポンプに関する。さらに具体的には、本発明の実施形態は、流体ポンプ内での漏れおよび関連する圧力変化の排除に有用なフィルタおよび流体接続用の薄型（ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ）取付部品および取付部品アセンブリに関する。

ポンプ装置によって流体が分注される量および／または速度について精密な制御を必要とする多くの用途がある。半導体処理では、例えば、フォトレジスト化学物質などの光化学物質が半導体ウエハに塗布される量および速度について制御されることが重要である。処理中に半導体ウエハに塗布されるコーティングは、典型的には、オングストロームで測定されるウエハの表面の全面にわたる特定の平坦性および／または均等な厚さを必要とする。処理化学物質がウエハ上に塗布される（つまり分注される）速度は、慎重に制御され、処理液が均一に塗布されることを確実にしなければならない。

現在半導体産業で使用される光化学物質は、典型的に非常に高価であり、１リットルについて＄１，０００以上もかかる。したがって、最少であるが適当な量の化学物質を使用し、化学物質がポンプ装置によって損傷されないことを確実にすることが大いに望ましい。

残念ながら、これらの望ましい品質は、多くの相互に関係する障害のため、現在のポンプシステムでは達成することが極めて困難となり得る。例えば、取付部品の表面と取付部品が取り付けられるブロックの受入面との間の、フィルタまたは流体接続の密封を改善するために、取付部品アセンブリにおいてＯリングがしばしば必要とされる。Ｏリングは概して、一定期間にわたって劣化し、取付部品アセンブリを漏れやすくし、貴重な流体を無駄にし、望ましくない圧力変化を引き起こす。そのような圧力変化は、流体に損害を与え（つまり、流体の物理的特性を不利に変化させる場合がある）、および／または、ポンプシステムの性能に悪影響する場合がある。

さらに、以前に開発された取付部品および取付部品アセンブリはかさばる傾向があるため、設置面積が小さく、高さ制限のあるポンプで使用するのに適切ではない。流体ポンプ内のフィルタおよび流体接続用のＯリング無し薄型取付部品および取付部品アセンブリの必要性がある。本発明の実施形態は、これらの必要およびそれ以上に対応することが可能である。

本発明の実施形態は、以前に開発されたポンプシステムおよび方法における取付部品の不利な点を実質的に排除または軽減する、新規の取付部品および取付部品アセンブリを提供する。さらに具体的には、本発明の実施形態は、Ｏリングの存在による漏れの可能性を排除することが可能である、Ｏリング無し薄型取付部品およびそのアセンブリを提供する。

本発明の一実施形態は、半導体製造工程において有用な、流体ポンプ内のフィルタおよび流体接続用のＯリング無し薄型取付部品および取付部品アセンブリを提供する。

本発明の別の実施形態は、Ｏリング無し薄型取付部品、および薄型雄ネジ固定ナットから成る薄型取付部品アセンブリを提供する。

一実施形態では、多岐管（例えば分注ブロック）は、Ｏリング無し薄型取付部品および薄型雄ネジ固定ナットの両方を、それぞれ対応して受け入れるための１つ以上の雌ネジ穴を伴って機械加工される。具体的には、各受入穴は、Ｏリング無し薄型取付部品の一方の端に整合する底部、および薄型固定ナットの雄ネジ部に整合する雌ネジ部を有する。多岐管は第１の材料でできており、取付部品は第２の材料でできている。第２の材料は、第１の材料とは異なり、第１の材料よりも高い圧縮性を有する。Ｏリング無し薄型取付部品は、固定ナットで多岐管上に固定される。最初は、取付部品の一方の端が受入穴の底に接すると、取付部品の端と受入穴の底との間に小さな隙間がある。取付部品が押下されると、受入穴の底に接する取付部品の端は、変形して小さい隙間を満たし始め、よって密封を完成し、取付部品と多岐管との間の漏れを排除する。

一実施形態では、Ｏリング無し薄型取付部品は、固定ナットによって押下される。別の実施形態では、Ｏリング無し薄型取付部品は、固定ナットによって押下される管によって、押下される。

本発明の実施形態によって提供される利点は、多数となり得る。例として、Ｏリングがないため、Ｏリングと関連する全ての従来の問題は排除される。欠落したＯリングおよび／またはＯリングの劣化によって引き起こされる漏れの可能性がない。また、取付部品アセンブリにおいて、取付部品の薄型は、それに取り付けられた管が動かされるときに固定ナットにかかる力を軽減し、よってネジが外れる問題を軽減する。さらに、Ｏリング無しおよび薄型設計は、機械加工の費用を削減する。

本発明およびその利点のさらに完全な理解は、類似参照番号が類似特徴を示す添付図面と関連して、次の説明を参照することによって得ることができる。

本発明の好ましい実施形態は、必ずしも一定の縮尺で描かれるとは限らない図を参照して下記で説明され、図中、類似番号は、様々な図面の類似および対応部分を指すために使用される。

本発明の実施形態は、ポンプシステムにおける流体およびフィルタ接続用の取付部品および取付部品アセンブリを対象とする。そのようなポンプシステムは、半導体製造工程中に、流体をウエハ上に送液して正確に分注するための多段（「多段式」）ポンプを採用することができる。具体的には、本発明の実施形態は、多段ポンプ内のフィルタおよび流体接続用のＯリング無し薄型取付部品およびそのアセンブリを提供する。本願で説明されるようなポンプを採用する多段ポンプおよびポンプシステムは、限定ではなく一例として提供され、本発明の実施形態は、その他のポンプ設計および構造に対して利用および／または適切に実装することが可能であることに、留意すべきである。Ｏリング無し薄型取付部品および取付部品アセンブリの実施形態は、下記でさらに詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態による、Ｏリング無し取付部品３５００の概略図である。取付部品３５００の一方の端は、ブロック（例えば、図７〜１５の分注ブロック２０５）から機械加工される受入穴の一部となり得る、受入密封面と結合するように、成形、形成、または構成される嵌合密封面を有する。取付部品３５００の他方の端は、用途（例えば、フィルタを接続する）によって、任意の望ましいサイズおよび構造となり得る、管状接続（例えば、管）を受け入れる、または嵌入するように成形、形成、または構成することが可能である。図１に示される例示的実施形態では、取付部品３５００は、第１の端３５０１および第２の端３５０２を有する。矢印３５０３によって示されるような方向の取付部品３５００の上面図を、図２に示す。線Ａ−Ａ’によって示されるような取付部品３５００の断面図を、図３に示す。

図１〜３を参照すると、第１の端３５０１は、第１の直径３５０６および第２の直径３５０７によって画定される密封面３５０５を有する。第１の直径３５０６は、取付部品３５００の第１の端３５０１の先端に位置する縁３５１１の内径（Ｉ．Ｄ．）である。第２の直径３５０７は、取付部品３５００の内径（つまり、取付部品３５００の貫通穴）である。密封面３５０５は、第１の直径３５０６から第２の直径３５０７へ傾斜し（例えば、８６度）、それは一実施形態によると、突起３５１２のすぐ前で始まる。この例では、突起３５１２は、密封面３５０５を支え、第１の端３５０１を特徴付ける支持構造物の一部として見なすことが可能である。第２の端３５０２は、突起３５１４およびその開口部の周囲の外形３５１３によって特徴付けられる。第２の端３５０２は、任意の適切な用途特有の形状およびサイズとなり得る。より具体的には、第２の端３５０２は、用途によって、様々な種類の管および管状連結器に嵌合するように成形、形成、または構成することが可能である。図１〜３に示される例示的実施形態では、突起３５１２および突起３５１４は異なる直径を有する。具体的には、突起３５１２の直径３５０８は、突起３５１４の直径３５０９よりも大きい。直径３５０８と直径３５０９の差は、固定ナットが突起３５１４の上方を摺動し、突起３５１２によって停止させられることを可能にする。取付部品３５００に対するそのような固定ナットの一実施形態は、図４〜９を参照して下記でさらに詳しく説明する。

図１〜３に図示されるように、取付部品３５００は、ブロック、棒、またはその他の成形物でできている。一実施形態によると、取付部品３５００は、受入端（例えば、図７〜１５の分注ブロック２０５から機械加工される雌ネジ受入穴）における受入密封面の材料よりも、高い圧縮性がある（つまり、より柔らかい）材料でできている。一実施形態では、取付部品３５００は、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）ＰＦＡでできており、分注ブロック２０５は、ＰＴＦＥまたは変性ＰＴＦＥでできている。当業者であれば十分に理解できるように、後者は前者よりもより硬質の材料である（つまり、より低い圧縮性を有する）。

図４は、受入端（例えば、図７の分注ブロック２０５上の受入穴３７７０）上に取付部品３５００を固定するための固定ナット３６００の概略図である。図４に示される例示的実施形態では、固定ナット３６００は、第１の端３６０１および第２の端３６０２を有する。矢印３６０３によって示されるような方向の固定ナット３６００の上面図を、図５に示す。線Ｂ−Ｂ’によって示されるような固定ナット３６００の断面図を、図６に示す。

図４〜６を参照すると、第１の端３６０１は、穴３６０４のある平面を有し、工具の使用（例えば、約８０〜１０ｉｎ．／ｌｂトルクを提供することができるトルクレンチまたはその他の適当な工具を使用して、分注ブロック２０５上に取付部品３５００をしっかりと固定する）を容易にすることができる。本発明の実施形態では、固定ナット３６００は非常に薄型であり、それは、いったん固定ナット３６００が取付部品３５００を分注ブロック２０５上に固定すると、固定ナット３６００の第１の端３６０１のごく一部のみが、分注ブロック２０５から突出することを意味する。一実施形態では、固定ナット３６００の薄型設計は、取り付け後の突出を高さ０．２インチ未満に減少させる。この薄型設計は、固定ナット３６００の１つの特性である。

固定ナット３６００のもう１つの特性は、雄ネジ式であることである。図６に示されるように、ロックナット３６００は雄ネジ３７７７を有する。図６に示されるような雄ネジ３７７７は、例示的となるように意図されていることを、理解すべきである。雄ネジ３７７７の数ならびにサイズは、受入端における受入器（例えば、図７のブロック２０５の受入穴３７７０）の雌ネジが雄ネジ３７７７に整合する限り、嵌合するように実装することが可能である。

図６が図示するように、第１の端３６０１および第２の端３６０２は、必要ではないが、ほぼ同じ外径を有することが可能である。この例では、第１の端３６０１および第２の端３６０２は、同じ外径３６０８、および異なる内径３６０６および３６０７を有する。第１の端３６０１における内径３６０６は、第２の端３６０２における内径３６０７よりも小さい。結果として、第２の端３６０２には、固定ナット３６００のもう１つの特性である、陥凹領域３６０９がある。陥凹領域３６０９は、取付部品３５００の第１の端３５０１を下に圧迫して、取付部品３５００と分注ブロック２０５との間の安定したかみ合いおよび厳重な密封を確保するのに役立ち、このことは、図７〜９を参照して下記でさらに詳しく説明する。

図７は、本発明の一実施形態による、多岐管（例えば、分注ブロック２０５）上に組み立てられる取付部品アセンブリの斜視図である。ほとんど任意の多岐管（つまり、流体または気体を受け入れる、および／または分配するための１つ以上の開口部があるチャンバまたはパイプ）を、本願で開示される本発明の実施形態を利用するように構築または構成することができる。例として、分注ブロック２０５の一部を図７〜１５に示す。取付部品アセンブリ３７００用の受入器は、用途によって適切に実装することが可能であるため、図面は限定的となるように意図されていない。例えば、分注ブロック２０５はポンプ１００の一部となり得て、そのことは、図１０および１５を参照して下記でさらに詳しく説明する。取付部品アセンブリ３７００用の適当な受入器を伴う適切な多岐管のその他の実施も可能であり、図７〜１５に示されるような分注ブロック２０５に限定されない。

この例では、取付部品アセンブリ３７００は、取付部品３５００および固定ナット３６００を備える。図７に例示されるように、取付部品３５００および固定ナット３６００を分注ブロック２０５上に取り付けるためには、取付部品３５００は、固定ナット３６００と分注ブロック２０５との間に配置される。固定ナット３６００の第２の端３６０２が分注ブロック２０５に直面するように配置される一方で、取付部品３５００の第１の端３５０１は、密封面３５０５が分注ブロック２０５に直面するように、分注ブロック２０５に向かって配置される。図９に図示されるように、固定ナット３６００の内径３６０６は、突起３５１４の外径３５０９よりも大きく、突起３５１２の外径３５０８よりも小さい。このようにして、固定ナット３６００は、取付部品３５００の突起３５１４の上方を摺動することが可能であり、内径３６０７によって画定される固定ナット３６００の陥凹領域３６０９は、停止部としての機能を果たすことが可能である。つまり、固定ナット３６００の雄ネジ３７７７は、それに応じて受け入れるように機械加工される受入穴３７７０の雌ネジ３７７８に受け止められ、取付部品３５００を定位置にネジで締め、陥凹領域３６０９は、取付部品３５００の突起３５１２を捕らえて、それを押下する。

図８は、本発明の一実施形態による、分注ブロック２０５上に組み立てられるような、取付部品アセンブリ３７００の斜視図である。図５を参照して上記に説明するように、固定ナット３６００上の穴３６０４は、分注ブロック２０５上に取付部品３５００を固定することを容易にすることができる。取付部品アセンブリ３７００の独自の設計により、取付部品３５００を固定すると、取付部品３５００と分注ブロック２０５との間の密封が完成し、それによって、流体または気体の進入および漏れを防ぐ、緊密または完全な閉鎖を作り出す。そのような密封が作り出される方法についての詳細は、図９を参照して下記で説明する。取付部品３５００を分注ブロック２０５上に固定した後、取付部品アセンブリ３７００は、取付部品３５００の第２の端３５０２を介して使える状態である。

図９は、図７〜８の取付部品アセンブリ３７００の断面図である。この例では、受入穴３７７０は、分注ブロック２０５から機械加工される。受入穴３７７０の内部（例えば、寸法および構造）は、固定ナット３６００の外部と関連して、取付部品３５００の第１の端３５０１の外部の一部と実質的に整合する。より具体的には、図９に示されるように、受入穴３７７０の内部は、固定ナット３６００の雄ネジ３７７７と整合する雌ネジ３７７８、および、取付部品３５００の第１の端３５０１の密封面３５０５および外形と整合する陥凹領域３７７２を有する。

固定ナット３６００が取付部品３５００を定位置にネジで締めると、固定ナット３６００の陥凹領域３６０９は、取付部品３５００の突起３５１２を捕らえて、それを押下する。最初は、取付部品３５００の第１の端３５０１の一部は、点３７７１（つまり、密封面３５０５が内径３５０７と接合する場所、図９参照）において受入穴３７７０の一部に触れ、第１の端３５０１の表面と受入穴３７７０との間に１つ以上のわずかな隙間３７７３があってもよい。隙間３７７３を、解説の目的で図９に誇張して示す。隙間の実際の量は実施によって変化してもよい。

取付部品３５００が、固定ナット３６００によって押下されると、取付部品３５００の第１の端３５０１の一部が変形し始める。取付部品３５００は、分注ブロック２０５よりも軟質の材料で作られる（つまり、より高い圧縮性を有する）ように設計されているため、そのような変形が可能である。固定ナット３６００は、取付部品３５００よりも硬い材料でできている。よって、固定ナット３６００が分注ブロック２０５に対して取付部品３５００を押下し続けると（つまり、トルクレンチなどの工具で固定ナット３６００をしっかり締めることによって）、取付部品３５００の縁３５１１は、変形して隙間３７７３を満たし、取付部品３５００と分注ブロック２０５との間の密封を完成させる。

図１０は、本発明の実施形態を利用するポンプ１００の部分アセンブリの図表示である。より具体的には、図１０は、分注ブロック２０５に、フィルタ取付部品３３５、３４０、および３４５を加えるステップを図示する。この例では、ナット３５０、３５５、３６０は、フィルタ取付部品３３５、３４０、３４５を保持するために使用される。一実施形態によると、薄型フィルタ取付部品（例えば、フィルタ取付部品３３５）および対応する薄型ナット（例えば、ナット３５０）は、薄型フィルタ接続（つまり、取付部品アセンブリ）を構成する。薄型フィルタ接続は、フィルタ（例えば、フィルタ１２０）が、分注ブロック２０５に密着することを可能にし、このことは、ポンプ１００の全体的な寸法を減少させるのに役立つ。例として、図１〜９を参照して上記に説明されるように、フィルタ取付部品３３５、３４０、３４５は、取付部品３５００の実施形態を実施し、ナット３５０、３５５、３６０は、固定ナット３６００の実施形態を実装する。各フィルタ取付部品は、分注ブロック２０５の流路のうちの１つ（例えば、送液チャンバ、放出口、分注チャンバなど）につながる。ポンプ１００は、多段または単段ポンプとなり得る。ポンプ１００の例は、参照することによりその内容が本願に組み込まれる、Ｇｏｎｎｅｌｌａら［代理人整理番号ＥＮＴＧ１７２０−１］による「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＳＴＡＧＥ ＰＵＭＰ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣＥＤ ＦＯＲＭ ＦＡＣＴＯＲ」と題された、＿＿＿に出願された米国特許出願第＿＿＿号にある。

図１１は、本発明の別の実施形態による、Ｏリング無し薄型取付部品アセンブリを介して多岐管に接続される管の斜視図である。より具体的には、図１１は、固定ナット３８０２および取付部品３８０１を有する流体取付部品アセンブリ３８００の一実施形態を図示する。この例では、取付部品３８０１は、管３８０３の一方の端に押し込まれる。固定ナット３８０２は、上記の固定ナット３６００と同様に、外側が雄ネジ式で、内側が空洞である（つまり、貫通穴を有する）。当業者であれば十分理解できるように、固定ナット３８０２は、図１１に示されるものに限定されず、管３８０３が取付部品３８０１を通り越して摺動できるようにし、分注ブロック２０５上でネジ締めすることが可能である限り、嵌合するように変更することが可能である。例えば、固定ナット３８０２は、固定ナット３６００の穴３６０４のような特徴を伴って変更し、工具の使用を容易にすることが可能である。さらに、固定ナット３８０２は、六角頭を有する必要がない。

一実施形態では、取付部品３８０１は、管３８０３用のキャップ端としての機能を果たし、固定ナット３８０２のネジ端に嵌入することが可能な、市販のスリーブとなり得る（図１４に示される断面図を参照）。固定ナット３８０２の内径は、管３８０３の外径に嵌合するように十分大きい。図１１に示されるように、管３８０３および固定ナット３８０２は、物理的に付着していない（つまり、管３８０３の周りで固定ナット３８０２を回転させることが可能である）。管３８０３および固定ナット３８０２の分断は、管３８０３の動きに関連してネジが外れる問題を有利に排除する。

図１２は、本発明の別の実施形態により機械加工された受入穴の斜視図である。より具体的には、受入穴３９７０は、管３８０３および取付部品アセンブリ３８００を受け入れるための分注ブロック２０５から機械加工される。図１５を参照して今後詳しく説明されるように、受入穴３９７０の一実施形態は、分注ブロック２０５の流路をポンプ１００の流体ラインと接続する外部注入口である。当業者であれば、本願で開示される流体取付部品アセンブリの実施形態は、外部注入口ならびに様々な分注ブロックを流体ラインに接続するために利用することが可能であり、よってここで示されるものによって限定されないことが、十分理解されるであろう。図１２に図示されるように、分注ブロック２０５は、２つ以上の受入穴３９７０を有することが可能であり、その各々は、固定ナット３８０２の雄ネジ３９７７と整合する雌ネジ３９７８を伴って、かつ管３８０３から突き出す取付部品の端の外形３８０１と整合する陥凹領域３９７２を伴って、機械加工される。

図１３は、本発明の一実施形態による、分注ブロック２０５上に組み立てられている取付部品アセンブリ３８００を示す側面図である。より具体的には、図１３は、分注ブロック２０５の受入穴３９７０（図示せず）に部分的に螺入された固定ナット３８０２を示す。固定ナット３８０２および管３８０３は物理的に付着していないため、管３８０３の動き（例えば、屈曲）は固定ナット３８０２に影響しない（例えば、管３８０３を曲げても、固定ナット３８０２が緩んだり、ネジが外れたりしない）。

図１４は、本発明の別の実施形態による、図１３の断面図である。図１４は、流体取付部品アセンブリ３８００の薄型特性を例示する。分注ブロック２０５から突出する流体取付部品アセンブリ３８００の唯一の部分は、高さ３９８０によって制限される。一実施形態では、高さ３９８０は１インチの約４分の１（０．２５インチ）である。形状にかかわらず、固定ナット３８０２の頭を縮小して高さ３９８０を減少させることが可能であり、取付部品アセンブリ３８００の一部が分注ブロック２０５から突出する。一実施形態では、高さの低い固定ナット３８０２を機械加工し、固定ナット３８０２の最上面上に固定ナット３６００の穴３６０４と同様の穴を追加することによって、このことが達成される。固定ナット３８０２は、レンチ平面のない、固定ナット３６０２のように見えることが可能である。

図１４の例では、最初は、固定ナット３８０２が取付部品３８０１を定位置にネジで締めると、取付部品３８０１の一部が点３９７１（つまり、図９を参照して上記に説明されるように、密封面３５０５が取付部品３５００の内径３５０７と接合する場所と同様である）において受入穴３９７０の一部に接するか、または接触する。取付部品３８０１の表面と受入穴３９７０との間に、１つ以上のわずかな隙間３９７３があってもよい。図１４に示されるような隙間３９７３は、例示的となるように意図されている。隙間３９７３の実際の量は実施によって変化してもよい。後で説明されるように、取付部品３８０１を点３９７１において分注ブロック２０５と接触させると、取付部品３８０１と分注ブロック２０５との間の密封を完成させることに加えて、空所を有利に排除する。

当業者であれば、管３８０３は、図１１〜１４に示されるものに限定されないことが十分に理解できる。一部の実施形態では、管３８０３は、取付部品３８０１を管または別の管状装置に接続する一方の端を有する、管状アダプタとなり得る。他方の端は実施によって変化してもよい。そのような管状アダプタ３８０３は、嵌合するように変更することが可能であり、取付部品３８０１および固定ナット３８０２を介して種々の装置を分注ブロック２０５に接続し、このことは、既存の空気および／または流体取付部品を後から取り付けるのに特に有用である。

取付部品３８０１は、分注ブロック２０５よりも高い圧縮性を有する材料で作られるように設計されている。さらに、取付部品３８０１は、管３８０３をわずかに固定ナット３８０２の内壁に対して押す膨隆部分を有する。固定ナット３８０２は、停止部としての機能を果たし、管３８０３を捕らえる陥凹領域３９７２（固定ナット３６００の陥凹領域３６０９と同様である）を有するように設計されている。このようにして、固定ナット３８０２が分注ブロック２０５に螺入すると、固定ナット３８０２の内壁は管３８０３を下に押し、次に、取付部品３８０１を分注ブロック２０５に対して押下する。固定ナット３８０２が押下し続けると（つまり、トルクレンチなどの工具で固定ナット３８０２をしっかり締めることによって）、取付部品３８０１の端部分は、変形して隙間３９７３を満たし始め（点３９７１から陥凹領域３９７２に向かって）、取付部品３８０１と分注ブロック２０５との間の密封を完成させる。

図１５は、ポンプ１００用のポンプアセンブリの一実施形態の図表示である。ポンプ１００は、ポンプ１００を通る様々な流体流路を画定し、送液チャンバ１５５および分注チャンバ１８５を少なくとも部分的に画定する、分注ブロック２０５を含むことが可能である。分注ポンプブロック２０５は、ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、またはその他の材料の単一ブロックとなり得る。これらの材料は多くのプロセス流体と反応しないか、または最低限に反応性であるため、これらの材料の使用は、流路およびポンプチャンバが、最低限の付加的ハードウエアで分注ブロック２０５に直接機械加工されることを可能にする。分注ブロック２０５は結果的に、統合流体多岐管を提供することによって、配管の必要性を軽減する。

分注ブロック２０５は、例えば、それを通って流体が受け入れられる注入口２１０、放出区分中に流体を放出するための放出口２１５、および分注区分中にそれを通って流体が分注される分注口２２０を含む、様々な外部注入口および排出口を含むことが可能である。本願で開示される発明の実施形態は、外部浄化口を含む、分注ブロック２０５の外部注入口および排出口を流体ラインに接続するために、利用することが可能である。より具体的には、取付部品アセンブリ３８００の一実施形態は、注入口２１０用の入力流体取付部品アセンブリとして実装することが可能であり、取付部品アセンブリ３８００の一実施形態は、放出口２１５用の放出取付部品アセンブリとして実装することが可能であり、かつ取付部品アセンブリ３８００の一実施形態は、分注口２２０用の出力取付部品アセンブリとして実装することが可能である。流体接続に対するその他の実装も可能である。

分注ブロック２０５は、流体を送液ポンプ（図示せず）、分注ポンプ（図示せず）、およびフィルタ１２０へ送る。ポンプカバーまたはハウジング２２５は、送液モータおよび分注モータを損傷から保護することが可能である一方で、ピストンハウジング２２７は、ピストン（図示せず）の保護を提供することが可能である。いずれのハウジングも、ポリエチレンまたはその他のポリマーで形成することが可能である。弁板２３０は、流体の流れを多段ポンプ１００の様々な部品へ方向付けるように構成することが可能な弁のシステム（図示せず）用の弁ハウジングを提供する。弁板２３０は、いくつかの弁制御注入口（例えば、２３５、２４０、２４５、２５０、２５５）を含み、それぞれは、圧力または真空をその対応する隔膜に加えるための弁に対応する。注入口２３５、２４０、２４５、２５０、２５５に圧力または真空を選択的に加えることによって、対応する弁が開閉される。注入口２３５、２４０、２４５、２５０、および２５５に関する付加的な教示は、Ｇｏｎｎｅｌｌａら［代理人整理番号１７２０−１］による「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＳＴＡＧＥ ＰＵＭＰ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣＥＤ ＦＯＲＭ ＦＡＣＴＯＲ」と題された、＿＿＿に出願された米国特許出願第＿＿＿号にある。

弁制御ガスおよび真空は、弁制御多岐管（上カバー２６３によって覆われる）から、分注ブロック２０５を通って弁板２３０へとつながる弁制御送液ライン２６０を介して、弁板２３０へ提供される。弁制御ガス送液口２６５は、加圧ガスを弁制御多岐管に提供し、真空口２７０は、真空（または低圧）を弁制御多岐管に提供する。弁制御多岐管は、三方弁の役割を果たし、送液ライン２６０を介して加圧ガスまたは真空を弁板２３０の適切な注入口へ送り、対応する弁を作動させる。

図１５は、流体の液滴が電子機器を格納する多段ポンプ１００に進入することを防ぐことが可能である、いくつかの特徴も図示する。流体の液滴は、例えば、操作者が管を注入口２１０、排出口２１５、または放出口２２０から接続または切断すると、発生し得る。「防滴」特徴は、潜在的に有害な化学物質の液滴が、ポンプ、特に電子機器チャンバに進入することを防ぐように設計されており、ポンプが「防水」（例えば、漏れを伴わずに流体中に潜水可能である）であることを必ずしも必要としない。その他の実施形態によると、ポンプは完全に密封することが可能である。

一実施形態によると、分注ブロック２０５は、上カバー２６３と交わる分注ブロック２０５の縁から外側に突き出す、垂直に突出しているフランジまたは口縁２７２を含むことが可能である。一実施形態によると、最上縁上で、上カバー２６３の最上部は、口縁２７２の上面と重なる。これにより、分注ブロック２０５および上カバー２６３の最上接合部分の付近の液滴は、接合部分を通るよりもむしろ、分注ブロック２０５上を流れる傾向がある。しかし、側面では、上カバー２６３は口縁２７２の基部と重なり、またはそうでなければ、口縁２７２の外面から内部で相殺される。これにより、液滴は、上カバー２６３と分注ブロック２０５との間よりもむしろ、上カバー２６３および口縁２７２によって作り出される角を伝って流れる傾向がある。また、ゴム密封を上カバー２６３の上縁と裏板２７１との間に配置し、液滴が上カバー２６３と裏板２７１との間で漏れることを防ぐ。

分注ブロック２０５は、電子機器を格納するポンプ１００の領域から離れて傾斜する分注ブロック２０５内で画定される傾斜面を含む、傾斜特徴２７３も含むことが可能である。結果として、分注ブロック２０５の最上部の付近の液滴は、電子機器から離れて導かれる。また、ポンプカバー２２５は、分注ブロック２０５の外側縁からやや内側に向かって相殺することも可能であるため、ポンプ１００の側面に垂れる液滴は、ポンプカバー２２５およびポンプ１００のその他の部分の接合部分を通り過ぎて流れるようになる。

本発明の一実施形態によると、金属カバーが分注ブロック２０５と接合する場合、金属カバーの垂直面は、分注ブロック２０５の対応する垂直面からやや内部で相殺することが可能である（例えば、１インチの１／６４、または０．３９６８７５ミリメートル）。また、多段ポンプ１００は、密封、傾斜特徴、およびその他の特徴を含み、液滴が電子機器を格納する多段ポンプ１００の部分に侵入することを防ぐことが可能である。裏板２７１は、「防滴」多段ポンプ１００を推進する特徴を含むことが可能である。

図１０および１５に示されるような多段ポンプ１００の実施形態は、コンパクト設計を有する。この点で、本願で開示されるＯリング無し薄型取付部品および取付部品アセンブリの実施形態は、大いに望ましく有益となり得る。より具体的には、取付部品アセンブリ３７００は、図１０に示されるように、フィルタ接続にとって特に有用となり得て、取付部品アセンブリ３８００は、図１５に示されるように、流体接続にとって特に有用となり得る。

図１６は、多岐管から突出する軸の周りに嵌合する、従来技術の取付部品アセンブリの図表示である。より具体的には、取付部品アセンブリ３９９０は、取付部品３９９１およびナット３９９２を備える。取付部品３９９１は、多岐管３９９４から突き出し、外側が雄ネジ式である軸３９９３に挿入される。管３９９５は、内側が雌ネジ式であるナット３９９２によって、取付部品３９９１の上に、および軸３９９３の上方に押下される。いくつかの欠点がある。第１に、取付部品アセンブリ３９９０は、流体ポンプ内で望ましい特徴ではない、厚みが大きい。第２に、時間がかかり浪費的ではないにしても、多岐管３９９４から軸３９９３を機械加工することは困難かつ高価である。より重要なことには、取付部品３９９１と多岐管３９９４との間には厳重な密封がなく、このことは漏れが問題となり得ることを意味する。さらに、取付部品３９９１とナット３９９２との間に空所があり、このことは流体の結晶化が問題となり得ることを意味する。最後に、取付部品アセンブリ３９００の嵩高な設計は、管３９９５が曲げられるときに問題を引き起す可能性が高い。

図１７は、アダプタを使用する、別の従来技術の取付部品アセンブリの図表示である。より具体的には、取付部品アセンブリ３９９６は、膨らませた管類３９９９を多岐管（図示せず）に接続するためのアダプタ３９９７およびナット３９９８を備える。ナット３９９８は、内側が雌ネジ式であり、外側が雄ネジ式であるアダプタ３９９７にネジで取り付ける。取り付けられると、その本体の下のネジ部以外に、取付部品アセンブリ３９９６の他の部分は、図１６に示されるように軸３９９３が多岐管３９９４から突き出すのによく似て、多岐管から突き出す。この従来の設計により、漏れおよび空所などの欠点が残る。さらに、嵩高で厚いことは、膨らませた管類３９９９が曲げられるときに問題を引き起す可能性が高い。

本願で開示される取付部品アセンブリの実施形態には、多くの場所を取らない特徴および特性があり、多岐管からの最低限の突出のある望ましい薄型を有利に達成する一方で、各取付部品と多岐管との間の安定した密封を確保する。例えば、Ｏリング無し薄型接続／取付部品アセンブリは、フィルタ（例えば、図１５のフィルタ１２０）、管（例えば、図１４の管３８０３）、または管状アダプタが多岐管（例えば、分注ブロック２０５）に密着することを可能にし、このことは、多岐管を具体化するポンプの全体的な寸法を望ましく減少させることに役立ち、このことは、次にポンプを具体化するポンプシステムの全体的な寸法を減少させることに役立つ。薄型設計は、管の動きと関連する影響を軽減することにも役立つ。

別の利点は、本願で開示される取付部品アセンブリの再利用に関する。具体的には、Ｏリング無し薄型取付部品アセンブリは、密封を失ったり、または漏れの問題を引き起こしたりせずに、何度か分解して再び組み立てる（つまり再利用）することが可能である。例えば、フィルタ取付部品アセンブリ３７００は、固定ナット３６００を外すことによって分解し、そして再び固定ナット３６００をしっかりと締めることによって再び組み立てることが可能である。取付部品３５００の弾性のため、固定ナット３６００をしっかりと締めると、最初に組み立てた時と同じように、取付部品３５００および分注ブロック２５０との間の密封を完成することが可能である。同様に、流体取付部品アセンブリ３８００は、固定ナット３８０２を外すことによって分解し、そして再び固定ナット３８０２をしっかりと締めることによって再び組み立てることが可能であり、取付部品３８０１と分注ブロック２５０との間の密封を完成させる。

さらに別の例として、図９を参照して、取付部品アセンブリ３７００は、高さ３７８０によって分注ブロック２０５から突き出すことが示される。一実施形態では、高さ３７８０は約０．２０インチ以下である。しかし、適切な工具で固定ナット３６００にトルクを与えることが可能である限り、受入穴３７７０を、固定ナット３６００の高さおよび構造を収容できる深さおよび構造に機械加工することが可能である（例えば、固定ナット３６００の第１の端３６０１の平面は、分注ブロック２０５の表面と同じ高さであるか、またはわずかに低い）。取付部品アセンブリ３８００は、同様に変更することが可能である。

上記の有利な特徴および特性に加えて、本発明の１つの重要な利点は、Ｏリングが必要でないことである。Ｏリングの削除は、従来の取付部品および取付部品アセンブリにおけるＯリングに関する全ての欠点（例えば、漏れやすい、寿命の制限など）を排除する。

もう１つの利点は、本願で開示される本発明の実施形態による取付部品アセンブリは、漏れを防ぐことに加えて、流体が結晶化する場合のある空所を排除するか、または実質的に減少させる厳重な密封を提供することが可能であることである。例として、図９を参照して、上記に説明されるように、最初は、取付部品３５００は点３７７１において分注ブロック２０５に接するか、または接触し、取付部品３５００の第１の端３５０１の表面と、受入穴３７７０の陥凹領域３７７２との間にわずかな隙間３７７３を残す。隙間３７７３は上記に説明されるように、実質的に排除され、空域内の流体の結晶化を回避する。取付部品３５００および分注ブロック２０５をまず点３７７１に接触させることで、密封および適切な密封を確保する。そうでなければ、取付部品３５００および分注ブロック２０５が点３７７１で最初に交わらなければ、密封が完成する前に隙間３７７３を満たすことができ、点３７７１の周囲に流路内の可能な空域を残す。同様の理由により、空域および隙間は、図１４に示される実施形態で有利に排除される。

さらに別の利点は、分注ブロック２０５から受入穴３７７０および／または受入穴３９７０を機械加工する費用の削減である。従来のポンプシステムは、柱型の取付部品、および雄ネジのある柱型構造（例えば、軸）が整合することを必要とする雌ネジナットを使用する。その嵩高なサイズおよび大きな厚みに加えて、これらの軸は、分注ブロックから機械加工することが困難かつ不経済である。フィルタ取付部品アセンブリ３７００および流体取付部品アセンブリ３８００の薄型設計は、対応する受入穴を機械加工するために必要な材料およびステップの量を最小にし、材料、場所、時間、および金銭を効果的に節約する。

本発明は、具体的実施形態を参照して本願で詳細に説明されているが、説明はほんの一例であり、限定的な意味で解釈されないことを理解すべきである。したがって、本発明の実施形態および本発明の付加的な実施形態の詳細の多数の変更は、本説明を参照する当業者にとって明白となり、かつ行うことができることを、さらに理解すべきである。そのような変更および付加的な実施形態の全ては、本発明の範囲および精神内であることが、検討される。それに応じて、本発明の範囲は、次の請求項およびその法上の同等物によって決定されるべきである。

図１は、本発明の一実施形態による取付部品の概略図である。 図２は、本発明の一実施形態による、図１の取付部品の上面図である。 図３は、本発明の一実施形態による、図１の取付部品の断面図である。 図４は、図１の取付部品の実施形態に対する固定ナットの概略図である。 図５は、本発明の一実施形態による、図４の固定ナットの上面図である。 図６は、本発明の一実施形態による、図４の固定ナットの断面図である。 図７は、本発明の一実施形態による、ブロック上に取り付けられた取付部品アセンブリの斜視図である。 図８は、本発明の一実施形態による、ブロック上に取り付けられた図７の取付部品アセンブリの斜視図である。 図９は、本発明の一実施形態による、図７の取付部品アセンブリの断面図である。 図１０は、本発明の実施形態を利用する、多段ポンプ（「多段式ポンプ」）の部分アセンブリの図表示である。 図１１は、本発明の別の実施形態による、取付部品アセンブリを利用してブロックに接続される管の斜視図である。 図１２は、本発明の別の実施形態による、図１１の管および取付部品アセンブリを受け入れるための、図１１のブロックから機械加工される受入穴の斜視図である。 図１３は、本発明の一実施形態による、図１１の取付部品アセンブリ、管、およびブロックの側面図である。 図１４は、本発明の別の実施形態による、図１１の取付部品アセンブリ、管、およびブロックの断面図である。 図１５は、そのように組み立てられる本発明の実施形態を示す、多段ポンプ用のポンプアセンブリの図表示である。 図１６は、多岐管から突き出た軸の周りに嵌合する、従来技術の取付部品アセンブリの図表示である。 図１７は、アダプタを使用する、別の従来技術の取付部品アセンブリの図表示である。

Claims (16)

1. Ｏリング無し薄型取付部品アセンブリであって、
   該Ｏリング無し薄型取付部品よりも低い圧縮性を有する多岐管と嵌合するように構成され、貫通穴と、第１の端と、第２の端と、を有するＯリング無し薄型取付部品であって、該Ｏリング無し薄型取付部品は、
   第１の内径を有する縁であって、該縁は変形可能であり、前記貫通穴は前記縁の第１の内径よりも小さい第２の直径を有する縁と、
   該縁の第１の内径と前記貫通穴の第２の直径とによって形成された嵌合密封面であって、該嵌合密封面は前記縁から前記貫通穴へと傾斜した嵌合密封面と、
   前記嵌合密封面を支持し且つ第１の外径を有する第１の突起と、
   を具備したＯリング無し薄型取付部品であって、１つの材料で形成されたＯリング無し薄型取付部品と、
   薄型固定ナットであって、該薄型固定ナットはボアと陥凹領域とを具備し、前記ボアは異なった内径を備え、前記陥凹領域は前記ボアの異なった内径によって形成されており、前記薄型固定ナットの陥凹領域は、前記Ｏリング無し薄型取付部品の前記第１の突起を受け入れるように構成されており、前記多岐管から機械加工された受入穴の内部の前記陥凹領域の中への該Ｏリング無し薄型取付部品の押下が、該第１の端の該縁を変形させて、これによって該Ｏリング無し薄型取付部品と該多岐管との間の密封を完成させる薄型固定ナットと、
   を具備したＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
2. 前記Ｏリング無し薄型取付部品の前記嵌合密封面は、前記多岐管の受入穴の内部の受入密封面と嵌合するように構成されている、請求項１に記載のＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
3. 前記Ｏリング無し薄型取付部品の前記第２の端は、管状接続を受け入れるように、またはそれに嵌入するように構成されている、請求項１に記載のＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
4. 前記管状接続は、流体接続またはフィルタ接続である、請求項３に記載のＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
5. 前記Ｏリング無し薄型取付部品は、第２の突起を有する、請求項１に記載のＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
6. 前記第１の突起および前記第２の突起の直径間の差は、前記薄型固定ナットが、該第２の突起の上方を摺動し、該第１の突起によって停止させられることを可能にする、請求項５に記載のＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
7. 前記薄型固定ナットの前記第１の端は、１つ以上の穴がある平面を有する、請求項１に記載のＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
8. 前記薄型固定ナットは第１の端、第２の端、および雄ネジ部を具備し、前記薄型固定ナットの雄ネジ部は前記多岐管の受入穴の雌ネジと螺合するように構成されており、前記薄型固定ナットの陥凹領域は前記薄型固定ナットの第２の端の内部に配置されている、請求項１に記載のＯリング無し薄型取付部品アセンブリ。
9. Ｏリング無し薄型取付部品よりも低い圧縮性を有する多岐管と嵌合するように構成されたＯリング無し薄型取付部品であって、該Ｏリング無し薄型取付部品は、
   貫通穴と、
   第１の端と
   を備えるＯリング無し薄型取付部品であって、
   該第１の端は、
   第１の内径を有する縁であって、該縁は変形可能であり、該貫通穴は第２の内径を有する、縁と、
   該縁の該第１の内径および該貫通穴の該第２の内径によって画定される嵌合密封面であって、該嵌合密封面は該縁から該貫通穴へ傾斜している、嵌合密封面と、
   該嵌合密封面を支持し、第１の外径を有する第１の突起と
   を有し、
   第２の端を支持し、第２の外径を有する第２の突起であって、前記第２の外径は、薄型固定ナットのボアを通過するように構成されており、該第１の突起は、該薄型固定ナットの一部に突き当たるように構成されており、前記Ｏリング無し薄型取付部品を前記多岐管に機械加工された受入穴の内部の受入領域に押下することで前記第１の端の縁を変形させ、これによって前記Ｏリング無し薄型取付部品と前記多岐管との間の密封が完成する、第２の突起
   を有する、Ｏリング無し薄型取付部品。
10. 前記縁は、前記薄型固定ナットよりも高い圧縮性を有する、請求項９に記載のＯリング無し薄型取付部品。
11. 前記第１の端は、前記Ｏリング無し薄型取付部品よりも低い圧縮性を有する前記多岐管に機械加工された受入穴の底部と嵌合するように構成されている、請求項９に記載のＯリング無し薄型取付部品。
12. 前記嵌合密封面は、前記受入穴の内部の受入密封面と嵌合するように構成されている、請求項１１に記載のＯリング無し薄型取付部品。
13. 前記Ｏリング無し薄型取付部品の嵌合密封面の押下は、前記嵌合密封面を前記陥凹領域内の受入密封面と嵌合させ、前記第１の端の縁を変形させて、前記受入穴の底部の間隙を充てんさせ、前記Ｏリング無し薄型取付部品と前記多岐管との間を完全に密封する、請求項１２に記載のＯリング無し薄型取付部品。
14. 前記第２の端は、管状接続を受け入れるように、またはそれに嵌合するように構成されている、請求項１１に記載のＯリング無し薄型取付部品。
15. 前記管状接続は、流体接続またはフィルタ接続である、請求項１４に記載のＯリング無し薄型取付部品。
16. 前記Ｏリング無し薄型取付部品は、一体構造の材料でできている、請求項１１に記載のＯリング無し薄型取付部品。

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